Адсорбция газов. Природа поверхностных явлений в технике(см.31)

Поверхностное натяжение

ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ, стремление в-ва (жидкости или твердой фазы) уменьшить избыток своей потенциальной энергии на границе раздела с др. фазой (поверхностную энергию). Определяется как работа, затрачиваемая на создание единицы площади пов-сти раздела фаз (размерность Дж/м2). Согласно др. определению, поверхностное натяжение-сила, отнесенная к единице длины контура, ограничивающего пов-сть раздела фаз (размерность Н/м); эта сила действует тангенциально к пов-сти и препятствует ее самопроизвольному увеличению.

Поверхностное натяжение-осн. термодинамич. характеристика поверхностного слоя жидкости на границе с газовой фазой или др. жидкостью. Поверхностное натяжение разл. жидкостей на границе с собств. паром изменяется в широких пределах: от единиц для сжиженных низкокипящих газов до неск. тыс. мН/м для расплавл. тугоплавких в-в. Поверхностное натяжение зависит от т-ры. Для мн. однокомпо-нентных неассоциир. жидкостей (вода, расплавы солей, жидкие металлы) вдали от критич. т-ры хорошо выполняется линейная зависимость:

где s и s0-поверхностное натяжение при т-рах T и T0 соотв., a0,1 мН/(м·К)-температурный коэффициент поверхностного натяжения.

Вблизи поверхности полимерных волокон, так же как и у любого твердого адсорбента, имеется поле адсорбционных сил притяжения, попадая в которое молекулы газа или пара движутся по направлению к поверхности. Вероятность локализации молекул в поверхностном слое определяется соотношением кинетической энергии молекул газа и энергии притяжения их к поверхности (анергия адсорбции). В общем случае можно говорить о молекулах как адсорбированных (т.е. как об адсорбате), если они лишены по крайней мере одной из поступательных степеней свободы. Это возможно лишь в том случае, если энергия взаимодействия молекулы с поверхностью адсорбента выше кинетической энергии газа. Взаимодействие молекул адсорбата с адсорбентом может быть физическим и химическим при неизменной структуре поверхности адсорбента или при ее изменении.

Дата добавления: 2015-04-24